Dietro le quinte con il pickup in fibra di carbonio di GMC

I pianali dei camioncini non sono cambiati molto negli ultimi 100 anni. Un tempo erano fatti di legno, ma negli anni '60 le case automobilistiche erano passate a letti interamente in acciaio per la maggior parte dei camion. L’acciaio è abbastanza resistente per decenni di utilizzo, ma è anche pesante. Inoltre, l'acciaio si graffia e si ammacca se si utilizza un camioncino per lavori seri. Questo fatto ha dato origine all’industria dei rivestimenti per letti, con inserti e rivestimenti in plastica o uretano per proteggere l’acciaio dai danni.

Le cose hanno cominciato a cambiare qualche anno fa. Per risparmiare peso, la Honda ha iniziato a utilizzare un letto in polimero composito rinforzato con acciaio nella Ridgeline nel 2006. Ford ha optato per un pianale interamente in alluminio per l'F-150 nel 2015, ma quel materiale pone delle sfide perché è più facile da ammaccare e forare rispetto alla plastica ed è più difficile da riparare. Tuttavia, il risparmio di peso è assolutamente necessario per tenere il passo con la richiesta dei consumatori di un maggiore risparmio di carburante.

GMC sceglie la fibra di carbonio

La prima cosa da sapere su a letto in fibra di carbonio è che esiste più di un tipo di fibra di carbonio. Quando la maggior parte delle persone pensa a questo materiale, immagina un bellissimo tessuto in fibra di carbonio intrecciato racchiuso in plastica trasparente. Questo è il materiale per cui viene modellato in parti ultraleggere auto sportive e da corsa, ma è fragile e certamente non adatto al pianale di un camioncino. Per creare un letto che sia abbastanza resistente per gli abusi che si verificano sui pickup funzionanti, è necessario un materiale diverso.

"Molte domande che ricevo riguardano la rottura delle fibre di carbonio", ha affermato Mark Voss, responsabile del gruppo di ingegneria GMC. “Vedi le macchine da corsa sbattere contro il muro e poi si frantumano e volano in pezzi. Questo è un materiale più durevole o duttile, quindi ha una tenacità molto più elevata. Fondamentalmente circa due volte la resistenza di un composito tradizionale”.

Ciò che Voss e il suo team hanno realizzato è stato un mix di plastica resistente rinforzata con una matrice casuale di singoli filamenti in fibra di carbonio lunghi 1 pollice. Poiché le fibre sono sparse in modo spesso e casuale nella plastica, il materiale è rinforzato in ogni direzione. Il bellissimo tessuto in fibra di carbonio che vedi sulle auto sportive è più facile da rompere lungo le linee della trama. Questo è importante, ma c’è di più. La plastica utilizzata per modellare il letto GMC è un diverso tipo di polimero.

Termoplastico vs. Termoindurente

La maggior parte dei polimeri utilizzati per la produzione della fibra di carbonio lo sono termoindurente. In poche parole, li cuoci come un biscotto per far indurire la plastica. Una volta induriti, non potranno mai più ammorbidirsi. Tuttavia, le plastiche termoindurenti possono tendere ad essere fragili. Queste plastiche funzionano molto bene per cofani, tetti e qualsiasi parte su cui non intendi battere ma che non sarebbero adatte per il pianale di un camion.

GMC ha scelto a termoplastico materiale per il letto CarbonPro. Questa plastica può essere riscaldata e rimodellata più e più volte. Poiché il materiale termoplastico non è fragile, è altamente resistente agli abusi. Se ti stai chiedendo se si scioglierà, non preoccuparti. Devi riscaldare questa roba a una temperatura superiore a 572 gradi Fahrenheit per renderla morbida.

“La termoplastica è come una candela”, ha spiegato Voss. “Posso prendere una candela, scioglierla, raffreddarla e in sostanza posso creare una candela completamente nuova da quella vecchia candela esistente. Funziona ancora allo stesso modo, funziona ancora allo stesso modo, ha solo una forma completamente diversa. Quindi il CarbonPro può effettivamente essere riutilizzato senza perdere significative prestazioni del materiale”.

Incollaggio di più pezzi

La scatola CarbonPro è composta da diversi pezzi incollati insieme con adesivo industriale. La colla adesiva è forte almeno quanto il materiale circostante e il team di GMC esegue test approfonditi per assicurarsi che i legami siano forti. Ancora una volta, si tratta di plastica.

"Abbiamo una lunga storia con Corvette", ha dichiarato Voss. “Sappiamo come realizzare molto bene le tecniche di giunzione adesiva durante il processo, ma la plastica termica consente metodi di giunzione alternativi. Posso saldarlo sonicamente, con una saldatura a vibrazione. Lascia che la tua mente fluisca un po’, a cosa potrebbe portare.”

Ogni giorno, il team di produzione toglie dalla linea un letto CarbonPro e lo fa a pezzi per testare i legami. Devono usare martelli e leve per rompere ogni centimetro dei legami adesivi. In breve, non andrà in pezzi a meno che non lavori davvero per romperlo.

Usa ogni bit

Le varie parti del letto sono stampate singolarmente da lastre di materiale termoplastico. Le sfoglie passano poi attraverso un forno per portarle a temperatura, dopodiché vengono pressate in stampi giganti. Quando il materiale si raffredda, è pronto per il taglio e l'incollaggio.

Come in ogni processo di stampaggio e produzione, rimane sempre del materiale in eccesso. Ma con il composito termoplastico non è necessario sprecarne nulla.

"ROFT è il nome con cui chiamiamo il materiale riciclato", ha affermato Voss. “Prendono il materiale, lo triturano, lo riscaldano e sostanzialmente lo rimodellano. È così veloce. È così economico. È un processo molto efficiente. A lungo termine, l’obiettivo di questo team è utilizzare o riutilizzare il 100% della fibra nella scatola di raccolta”.

Rendilo duro

Dopo l’incursione di Ford nei letti in alluminio, la maggior parte dei produttori di autocarri ha scelto di farlo attaccare con l'acciaio. I consumatori sono intelligenti nell'essere scettici e gli acquirenti GMC sono tra i più esigenti quando si tratta di qualità e durata, data la natura commerciale dei loro camion.

"Abbiamo dovuto iniziare dal punto di partenza", ha dichiarato Voss. “Abbiamo dovuto testare ogni aspetto, che si tratti della stabilità ai raggi UV o della sensibilità alla temperatura. Abbiamo effettuato test approfonditi per garantire che questa scatola funzioni in tutte le condizioni atmosferiche. Immagine meno 30 gradi. Vogliamo assicurarci che i ragazzi che lavorano in Alaska al gasdotto non abbiano problemi. Fino a 176 gradi Fahrenheit, così i ragazzi nel deserto dell'Arizona avrebbero avuto la stessa prestazione. Abbiamo testato gli impatti e ogni aspetto di questa scatola che funziona in quell'ampio intervallo climatico. In realtà abbiamo messo un generatore proprio contro il pannello laterale, l'abbiamo fatto funzionare fino a quando non ha raggiunto nuovamente la temperatura stabile, abbiamo spostato il generatore e abbiamo colpito il pannello con dei martelli. Non ha fatto nulla alla scatola”.

I test includevano anche abusi fisici progettati per far piangere i proprietari di camion. GMC ha lasciato cadere blocchi di calcestruzzo, carichi di ghiaia da 1800 libbre e fusti di acciaio riempiti d'acqua da 450 libbre sul letto.

"Abbiamo migliorato le prestazioni di impatto di sei volte con la geometria CarbonPro", ha affermato Voss. “Sei volte più energia può essere immessa in quel letto senza danni rispetto alla scatola d’acciaio. Far cadere cose come cassette degli attrezzi dal lato del camion, cose del genere. Sei volte più robustezza per questa scatola.”

Tuttavia, non si tratta solo di impatti e temperature. Il letto CarbonPro ha dovuto resistere anche alle fuoriuscite di sostanze chimiche.

“La fibra di carbonio è molto corrosiva quando è in presenza di altri metalli”, ha spiegato Voss. “Il team ha dovuto lavorare molto per ingegnerizzare e progettare l’esecuzione in modo tale che la corrosione galvanica praticamente non esistesse su questa scatola. Abbiamo analizzato 1200 sostanze chimiche diverse per garantire che tutte queste diverse applicazioni e usi non degradassero visivamente la fibra di carbonio e non influissero strutturalmente sulle prestazioni. Abbiamo seguito tutti questi passaggi per garantire che i nostri clienti traggano una vita piena dal loro veicolo”.

Come acquistare un letto CarbonPro

GMC prevede che la domanda per il letto CarbonPro sarà superiore all’attuale capacità di produzione, quindi sarà disponibile su base limitata per il 2019. IL Edizione Sierra CarbonPro sarà disponibile sulla Sierra Denali 1500 2019 e sulla Sierra AT4 1500. CarbonPro sarà disponibile in quantità maggiori su entrambi i rivestimenti per l'anno modello 2020. La produzione dei camion CarbonPro inizia a giugno, con i camion disponibili nelle concessionarie entro l'estate. GMC non ha annunciato i prezzi, ma non aspettarti che sia un'opzione economica.

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